The object of research, development or design (in Russian) : нанокристаллические керамики на основе оксидов и карбидов, перспективные для радиационного материаловедения.

The object of research, development or design (in Kazakh) : радиациялық материалтану үшін перспективалы оксидтер мен карбидтерге негізделген нанокристалдық керамикалар

Aim of work (in Russian) : теоретическое и экспериментальное исследование радиационной стойкости наночастиц оксидов и карбидов в дисперсно-упрочненных оксидами сплавах к облучению тяжелыми ионами высоких энергий в зависимости от уровня электронного торможения, флюенса ионов и температуры облучения.

Aim of work (in Kazakh) : электрондық тежелу деңгейіне, иондардың флюенсіне және сәулелену температурасына байланысты жоғары энергиялы ауыр иондармен сәулеленуге оксидтермен дисперсті-беріктендірілген (ОДБ) қорытпалардағы оксидтер мен карбидтер нанобөлшектерінің радиациялық тұрақтылығын теориялық және эксперименттік зерттеу.

Методы исследования (на русском) : просвечивающая электронная микроскопия (ПЭМ), сканирующая электронная микроскопия (СЭМ), рентгеновская дифрактометрия (РСД) и рентгеновская фотоэлектронная спектроскопия, (РФЭС) спектроскопия комбинационного рассеяния (Раман-спектроскопия).

Методы исследования (на казахском) : жарық түсіретін электрондық микроскопия (ЖТЭМ), сканерлеуші электрондық микроскопия (СЭМ), рентген құрылымдық дифрактометрия (РҚД) және рентгендік фотоэлектрондық спектроскопия (РФЭС), комбинациялық шашырау спектроскопиясы (Раман-спектроскопия).

Obtained results and novelty (in Russian) : образцы на основе нанокристаллических оксидов CeO2, TiO2, Y2O3, Y2Ti2O7, Y4Al2O9, MgAl2O4, Cr2O3 были подготовлены и облучены ионами криптона (107 МэВ), ксенона (148 МэВ, 230 МэВ) и висмута (670 и 714 МэВ) при комнатной температуре в режимах одиночных и многократно перекрывающихся треков. Получены их спектры комбинационного рассеяния и ПЭМ снимки латентных треков. Изучены параметры и морфология треков в CeO2, TiO2, Y2Ti2O7, Y4Al2O9. На основе полученных данных были определены пороговые уровни ионизационных потерь для образования треков и аморфизации Y-Ti-O и Y-Al-O. Проведены оценка применимости модели неупругого термического пика для описания процесса дефектообразования в оксидах Y-Ti-O и Y-Al-O и моделирование повреждений решетки в Y2O3 и Y2Ti2O7 методом молекулярной динамики. Определены параметры возбуждения электронной и ионной подсистем Y2O3 и Y2Ti2O7, используя которые была определена структура индивидуальных треков и порог их образования в массивных образцах Y2Ti2O7. Подобные результаты получены впервые в мире. Также нанокристаллические образцы были подготовлены и облучены ионами высоких энергий при различных температурах (80 К и 1000 К). Начаты работы по изучению в них радиационно-индуцированных микроструктурных и морфологических особенностей. Работы по Проекту продолжаются согласно календарному плану.

Obtained results and novelty (in Kazakh) : нанокристалды CeO2, TiO2, Y2O3, Y2Ti2O7, Y4Al2O9, MgAl2O4, Cr2O3 оксидтері негізіндегі үлгілер дайындалды және бөлме температурасында криптон (107 МэВ), ксенон (148 МэВ, 230 МэВ) және висмут (670 және 714 МэВ) иондарымен жеке тректер және тректердің көп реттік қабаттасу режимінде сәулеленді. Олардың комбинациялық шашырау спектрлері және жасырын тректердің ЖТЭМ суреттері алынды. CeO2, TiO2, Y2Ti2O7, Y4Al2O9 үлгілерінде тректердің параметрлері мен морфологиясы зерттелді. Алынған мәліметтер негізінде Y-Ti-O және Y-Аl-O үлгілерінде тректердің қалыптастыруы және аморфизациялануы үшін ионизациялық шығындарының шекті деңгейлері анықталды. Y-Ti-O және Y-Аl-O оксидтеріндегі ақаудың пайда болу процесін сипаттау үшін серпімсіз термиялық шың моделінің қолданылуын бағалау және Y2O3 және Y2Ti2O7-дегі тордың зақымдануын молекулалық динамика әдіспен модельдеу жүргізілді. Y2O3 және Y2Ti2O7 электрондық және иондық жүйешелерінің қозу параметрлері анықталды, олардың көмегімен Y2Ti2O7 массивтік үлгілерінде жеке тректердің құрылымы мен олардың пайда болу шегі анықталды. Мұндай нәтижелер әлемде алғаш рет алынды. Сондай-ақ, нанокристалды үлгілер дайындалып, әртүрлі температурада (80 К және 1000 К) жоғары энергиялы иондармен сәулеленді. Олардағы радиациялық микроқұрылымдық және морфологиялық ерекшеліктерін зерттеу жұмыстары басталды. Жоба бойынша жұмыстар күнтізбелік жоспарға сәйкес жалғасуда.

The main constructive and technical economic indicators (in Russian) : результаты, полученные в проекте, расширят знания о механизмах дефектообразования в изолированных наночастицах и наночастицах, внедренных в металлические матрицы (ДУО сталях), перспективных для использования в качестве оболочек ТВЭЛов, контактирующих с ядерным топливом. Также они позволят оценить пороговые условия образования дефектов при облучении БТИ и прогнозировать их поведение в радиационных условиях. Настоящая работа в целом направлена на повышение безопасности и эффективности применения реакторов и, как следствие, к снижению стоимости электроэнергии, вырабатываемой АЭС, что на протяжении многих лет является актуальной задачей для Республики Казахстан.

The main constructive and technical economic indicators (in Kazakh) : жобада алынған нәтижелер ядролық отынмен жанасатын ЖБЭ қабықшалары ретінде пайдалануға болатын оқшауланған нанобөлшектер мен перспективалы металл матрицаларға (ОДБ болаттар) енгізілген нанобөлшектердегі ақау түзілу механизмдері туралы білімді кеңейтеді. Сондай-ақ, олар ЖАИ сәулелену кезінде ақаулардың пайда болуының шекті жағдайларын бағалауға және олардың радиациялық жағдайлардағы мінез-құлқын болжауға мүмкіндік береді. Бұл жұмыс тұтастай алғанда реакторларды қолданудың қауіпсіздігі мен тиімділігін арттыруға және соның салдарынан АЭС өндіретін электр энергиясының құнын төмендетуге бағытталған, бұл көптеген жылдар бойы Қазақстан Республикасы үшін маңызды міндет болып табылады.

Level of implementation (in Russian) : исследуемая область материаловедения является интенсивно развивающейся и перспективной, а тема исследования новой и актуальной, и поэтому следует ожидать интерес к результатам Проекта со стороны научного сообщества, общественности и потенциальных пользователей.

Level of implementation (in Kazakh) : зерттелетін материалтану саласы қарқынды дамып келе жатыр және перспективалы болып табылады, ал зерттеу тақырыбы жаңа және өзекті, сондықтан ғылыми қоғамдастық, қоғам және әлеуетті пайдаланушылар жобаның нәтижелеріне қызығушылық тууы күтілу керек.

Efficiency (in Russian) : данные, полученные в ходе проекта, позволят в значительной расширить представления о радиационной стойкости нанокерамик и ДУО-сталей, способствующее повышению экономичности, надежности и безопасности реакторов нового поколения. Теоретические и практические результаты могут быть полезными для дальнейших исследований материалов с подобными структурами и внесут вклад в развитие фундаментального радиационного материаловедения.

Efficiency (in Kazakh) : жоба барысында алынған деректер нанокерамика мен ОДБ-болаттардың радиациялық төзімділігі туралы мәліметтерді едәуір кеңейтуге мүмкіндік береді, бұл жаңа буын реакторларының үнемділігін, сенімділігі мен қауіпсіздігін арттыруға ықпал етеді. Теориялық және практикалық нәтижелер ұқсас құрылымдары бар материалдарды одан әрі зерттеу үшін пайдалы болуы мүмкін және іргелі радиациялық материалтану ғылымының дамуына ықпал етеді.

Field of application (in Russian) : материаловедение, микроскопия, ядерная энергетика

Field of application (in Kazakh) : материалтану, микроскопия, ядролық энергетика.